《物理化学》教学大纲 课程名称:物理化学 英文名称: Physical Chemistry 课程编号:0100021l 课程类别:专业课 课程要求:必修课 课程属性:独立授课 课程总学时:102学时,总学分6 实验学时:34学时(单独设课) 应开学期:第4、5学期 适用专业:化工、应用化学 先修课程:高等数学(微分、积分)物理、无机化学、有机化学 课程的性质与任务 物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律和变化速率规律,是化学工 程与工艺、应用化学、生物工程、食品、材料、制药、生物技术等专业的必修基 础课,它包括理论教学及实验教学。实验教学单独开课。通过本门课程的学习, 学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法,同时还应得到一般科学方 法的训练和逻辑思维能力的培养。这种训练和培养应贯穿在课堂教学的整个过程 中,使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎,或由假设和模型上 升为理论,并结合具体条件用理论解决实际问题的方法 二、课程的內容与基本要求 物理化学的理论研究方法有热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。从 研究内容来说包括宏观上的、微观上的、以及亚微观上的,对工科学生来说,热 力学方法及宏观上的内容是主要的、基本的,后两种方法和内容的重要性正在日 益增加。对工科专业,量子力学方法一般不作要求或另设课程 下面按各章列出基本要求和内容。基本要求按深入的程度分“了解”、“理解” 和“掌握”三个层次。对于理论教学时数少于85学时的专业,△号标明的内容, 不属基本要求。 第一章物质的pⅥT性质
《物理化学》教学大纲 课程名称: 物理化学 英文名称: Physical Chemistry 课程编号: 01000211 课程类别： 专业课 课程要求： 必修课 课程属性: 独立授课 课程总学时：102 学时，总学分 6 实验学时： 34 学时 （单独设课） 应开学期：第 4、5 学期 适用专业： 化工、应用化学 先修课程： 高等数学（微分、积分）、物理、无机化学、有机化学 一、课程的性质与任务 物理化学主要研究化学变化和相变化的平衡规律和变化速率规律，是化学工 程与工艺、应用化学、生物工程、食品、材料、制药、生物技术等专业的必修基 础课，它包括理论教学及实验教学。实验教学单独开课。 通过本门课程的学习， 学生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法，同时还应得到一般科学方 法的训练和逻辑思维能力的培养。这种训练和培养应贯穿在课堂教学的整个过程 中，使学生体会和掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上 升为理论，并结合具体条件用理论解决实际问题的方法。 二、课程的内容与基本要求 物理化学的理论研究方法有热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。从 研究内容来说包括宏观上的、微观上的、以及亚微观上的，对工科学生来说，热 力学方法及宏观上的内容是主要的、基本的，后两种方法和内容的重要性正在日 益增加。对工科专业，量子力学方法一般不作要求或另设课程。 下面按各章列出基本要求和内容。基本要求按深入的程度分“了解”、“理解” 和“掌握”三个层次。对于理论教学时数少于 85 学时的专业，△号标明的内容， 不属基本要求。 第一章 物质的 pVT 性质
、本章基本要求 ·掌握理想气体状态方程。 ·掌握理想气体的宏观定义及微观模型 掌握分压、分体积概念及计算。 理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象。 掌握饱和蒸气压概念 ·理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子图,了解对比状态方程 及其它真实气体方程。 、教学内容 1.理想气体及状态方程、分压定律、分体积定律。 2.真实气体 真实气体与理想气体的偏差、范德华方程.真实气体的液化(CO2的p-V图)、临界 现象、临界参数 3.△对应状态原理及压缩因子图 对比参数、对应状态原理,用压缩因子图进行普遍化计算。 第二章热力学第一定律 本章基本要求 理解系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念, 了解可逆过程的概念。 掌握热力学第一定律文字表述和数学表达式 理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应 焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念。 ·掌握热力学第一定律在纯PVT变化、相变化及化学变化中的 应用,掌握计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。 、教学内容 1、基本概念及术语 系统、环境、性质、状态、状态函数、平衡态、过程、途径
一、本章基本要求 •掌握理想气体状态方程。 •掌握理想气体的宏观定义及微观模型 •掌握分压、分体积概念及计算。 •理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象。 •掌握饱和蒸气压概念。 •理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子图，了解对比状态方程 及其它真实气体方程。 二、教学内容 1.理想气体及状态方程、分压定律、分体积定律。 2.真实气体 真实气体与理想气体的偏差、范德华方程.真实气体的液化(C02的 p-V 图)、临界 现象、临界参数。 3. △对应状态原理及压缩因子图 对比参数、对应状态原理，用压缩因子图进行普遍化计算。 第二章 热力学第一定律 一、本章基本要求 •理解系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念， 了解可逆过程的概念。 •掌握热力学第一定律文字表述和数学表达式。 •理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应 焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念。 •掌握热力学第一定律在纯 P V T 变化、相变化及化学变化中的 应用，掌握计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。 二、教学内容 1、基本概念及术语 系统、环境、性质、状态、状态函数、平衡态、过程、途径
2、热力学第一定律 功、热、热力学能,热力学第一定律。恒容热、恒压热、焓。 3、可逆过程体积功的计算 可逆过程、恒温可逆过程与绝热可逆过程功的计算。 4、热容 平均热容、真热容。定压摩尔热容、定容摩尔热容。Cp,m与Cw,m的关系 5、热力学第一定律对理想气体的应用 焦耳实验,理想气体的热力学能与焓,理想气体的热容差,理想气体的恒温、恒 压、恒容与绝热过程。 6、相变焓 7、溶解熔与稀释焓 8、标准摩尔反应焓 反应进度,标准态,标准摩尔反应焓,标准摩尔生成焓及标准摩尔燃烧焓.标准 摩尔反应焓与温度的关系 9、热力学第一定律对实际气体的应用 实际气体的热性能与焓 焦耳一汤姆生效应、节流系数。 第三章热力学第二定律 、本章基本要求 理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理。 ·掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式。 ·理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义;掌握熵增原理、熵判据、亥 姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据。 ·掌握物质在PⅥT变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算 及热力学第二定律的应用。 ·了解热力学第三定律,规定熵、标准熵,理解标准摩尔反应熵定义及计 算 掌握主要热力学公式的推导和适用条件。 ·掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式;理解推导热力学公式的演绎方
2、热力学第一定律 功、热、热力学能，热力学第一定律。恒容热、恒压热、焓。 3、可逆过程体积功的计算 可逆过程、恒温可逆过程与绝热可逆过程功的计算。 4、热容 平均热容、真热容。定压摩尔热容、定容摩尔热容。Cp，m 与 Cv，m 的关系。 5、热力学第一定律对理想气体的应用 焦耳实验，理想气体的热力学能与焓，理想气体的热容差，理想气体的恒温、恒 压、恒容与绝热过程。 6、相变焓 * 7、溶解熔与稀释焓 8、标准摩尔反应焓 反应进度，标准态，标准摩尔反应焓，标准摩尔生成焓及标准摩尔燃烧焓.标准 摩尔反应焓与温度的关系。 9、热力学第一定律对实际气体的应用 实际气体的热性能与焓 焦耳--汤姆生效应、节流系数。 第三章 热力学第二定律 一、本章基本要求 •理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理。 •掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式。 •理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；掌握熵增原理、熵判据、亥 姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据。 •掌握物质在 PVT 变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算 及热力学第二定律的应用。 •了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔反应熵定义及计 算。 •掌握主要热力学公式的推导和适用条件。 •掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式；理解推导热力学公式的演绎方 法
理解克拉佩龙方程、克劳修斯一一克拉佩龙方程,掌握其计算。 、教学内容 热力学第二定律 自发过程的共同特征,热力学第二定律的文字表述。 卡诺循环及卡诺定理,热力学第二定律的数学表达式,熵增原理及熵判据。 2.熵变计算 简单PⅥT变化过程的熵变。 可逆相变与不可逆相变,相变过程的熵变。 3.热力学第三定律 热力学第三定律,规定熵、标准熵。化学反应熵变的计算。 4.亥姆霍兹函数与吉布斯函数的定义,恒温恒容过程与恒温恒压过程方向的判 据,亥姆霍兹函数与吉布斯函数变化的计算。 5.热力学基本方程和麦克斯韦关系式 热力学基本方程,麦克斯韦关系式 *了解用它们推导重要热力学公式的演绎方法 6.热力学第二定律应用举例 克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程。 第四章多组分系统热力学 、本章基本要求 ·了解混合物与溶液的区别,会各种组成表示之间的换算。 理解拉乌尔定律、享利定律,掌握其有关计算。 了解稀溶液的依数性,并理解其应用 ·理解偏摩尔量及化学势的概念。了解化学势判据的使用。 理解理想液态混合物的定义,理解混合性质 ·了解理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学 势的表达式。 理解逸度的定义,了解逸度的计算 ·理解活度及活度系数的概念。了解真实理想液态混合物、真实溶液中各 组分化学势的表达式
•理解克拉佩龙方程、克劳修斯――克拉佩龙方程，掌握其计算。 二、教学内容 1.热力学第二定律 自发过程的共同特征，热力学第二定律的文字表述。 卡诺循环及卡诺定理，热力学第二定律的数学表达式，熵增原理及熵判据。 2.熵变计算 简单 PVT 变化过程的熵变。 可逆相变与不可逆相变，相变过程的熵变。 3.热力学第三定律 热力学第三定律，规定熵、标准熵。化学反应熵变的计算。 4.亥姆霍兹函数与吉布斯函数的定义，恒温恒容过程与恒温恒压过程方向的判 据，亥姆霍兹函数与吉布斯函数变化的计算。 5.热力学基本方程和麦克斯韦关系式 热力学基本方程，麦克斯韦关系式。 *了解用它们推导重要热力学公式的演绎方法。 6.热力学第二定律应用举例 克拉佩龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程。 第四章 多组分系统热力学 一、本章基本要求 •了解混合物与溶液的区别，会各种组成表示之间的换算。 •理解拉乌尔定律、享利定律，掌握其有关计算。 •了解稀溶液的依数性，并理解其应用。 •理解偏摩尔量及化学势的概念。了解化学势判据的使用。 •理解理想液态混合物的定义，理解混合性质。 •了解理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学 势的表达式。 •理解逸度的定义，了解逸度的计算。 •理解活度及活度系数的概念。了解真实理想液态混合物、真实溶液中各 组分化学势的表达式
、教学内容 1.拉乌尔定律与享利定律 2.偏摩尔量与化学势 偏摩尔体积及其它偏摩尔量.吉布斯一杜亥姆方程。 化学势,理想气体化学势,真实气体的化学势 3.理想液态混合物 理想液态混合物中任一组分的化学势,理想液态混合物的混合性质 4.理想稀溶液 溶剂、溶质的化学势。分配定律。 稀溶液的依数性(蒸气压下降,凝固点降低,沸点升高,渗透压)。 5.逸度与活度 逸度及活度的概念、 *了解逸度和活度的标准态和对组份的活度系数的简单计算方法 第五章化学平衡 本章基本要求 ·理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉布斯函 数定义及应用。 ·掌握标准平衡常数的定义。理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应用。 掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下化学反应 可能进行的方向,会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影响 ·了解真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 教学内容 1.化学反应的方向和限度 反应的吉布斯函数变化,化学反应平衡的条件.标准平衡常数的导出,化学反应 等温方程式。 2.理想气体反应的平衡常数 标准平衡常数的性质,K、Kp、Kc、Ky、Kn的关系,平衡常数及平衡组成的计 算 3.有纯态凝聚相参加的理想气体反应
二、教学内容 1.拉乌尔定律与享利定律 2.偏摩尔量与化学势 偏摩尔体积及其它偏摩尔量.吉布斯--杜亥姆方程。 化学势，理想气体化学势，真实气体的化学势。 3.理想液态混合物 理想液态混合物中任一组分的化学势，理想液态混合物的混合性质。 4.理想稀溶液 溶剂、溶质的化学势。分配定律。 稀溶液的依数性(蒸气压下降，凝固点降低，沸点升高，渗透压)。 5.逸度与活度 逸度及活度的概念、 *了解逸度和活度的标准态和对组份的活度系数的简单计算方法。 第五章 化学平衡 一、本章基本要求 •理解摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉布斯函 数定义及应用。 •掌握标准平衡常数的定义。理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应用。 •掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下化学反应 可能进行的方向,会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影响。 •了解真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 二、教学内容 1.化学反应的方向和限度 反应的吉布斯函数变化，化学反应平衡的条件.标准平衡常数的导出，化学反应 等温方程式。 2.理想气体反应的平衡常数 标准平衡常数的性质，K 、Kp、Kc、Ky、Kn 的关系，平衡常数及平衡组成的计 算。 3.有纯态凝聚相参加的理想气体反应